(57)【要約】【課題】  発光素子において、発光効率が高く、使用する材料により発光波長を選択でき、発光スペクトルの半値幅が小さい光を放出することを目的とする。【解決手段】  基板１１上に、下部電極１２及び上部電極１８と、第一の半導体層１３と、第一の半導体層１３上に形成される機能層１４と、機能層１４上に形成される第二の半導体層１７と、を備える発光素子において、機能層１４は、第一の半導体層１３に対して垂直又は略垂直に形成された柱状の半導体材料からなる第一の部材１５と、第一の部材１５を取り囲んで形成される第二の部材１６を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、電極と、第一の半導体層と、当該第一の半導体層上に形成される機能層と、当該機能層上に形成される第二の半導体層と、を備える発光素子において、
前記機能層は、前記第一の半導体層に対して垂直又は略垂直に形成された柱状の半導体材料からなる第一の部材と、当該第一の部材を取り囲んで形成される第二の部材を備えることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第二の部材は、酸素を除く主成分がアルミニウム及びシリコンであるか、アルミニウム及びゲルマニウムであるか、又はアルミニウム，シリコン及びゲルマニウムであるかのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記第二の部材が絶縁体であることを特徴とする請求項１又は２記載の発光素子。
【請求項４】
前記第一の部材は、平均直径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、平均間隔が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項５】
前記第一の半導体層と前記第二の半導体層との極性が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項６】
前記発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項７】
請求項６記載の発光素子を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
基板上に電極を用意する工程と、
当該電極上に第一の半導体層を用意する工程と、
第一の成分を含み構成される柱状物質が、当該第一の成分と共晶を形成し得る半導体材料である第二の成分を含み構成される部材中に分散している構造体を、前記第一の半導体層上に用意する工程と、
前記柱状物質を除去し、多孔質体層を形成する除去工程と、
当該除去工程により得られる柱状の空孔を有する多孔質体を絶縁体化する工程と、
前記多孔質体の柱状の空孔中に半導体材料を充填することで形成される機能層を用意する工程と、
当該機能層上に第二の半導体層を用意する工程と、
当該第二の半導体層上に電極を用意する工程と、を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記第一の成分がアルミニウムであり、前記第二の成分がシリコン、ゲルマニウム及びシリコンとゲルマニウムとの混合物のいずれかであることを特徴とする請求項８記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第一の半導体層と前記第二の半導体層との極性が異なることを特徴とする請求項９記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及び発光素子の製造方法に関し、特に、発光効率が高いとともに発光波長を広範に変化させることが可能な発光素子及び発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日のエレクトロニクスの根幹をなす大規模集積回路（ＬＳＩ）は、その素子構造の微細化により処理速度の高速化、大容量情報記録、低消費電力などの性能が飛躍的に向上しており、その性能向上は微細化に伴い今後も継続することが予想されている。
【０００３】
しかし、現在のペースで微細化が進み、素子のサイズが７０−６０ｎｍ以下になると、従来の素子の動作原理の限界に到達し、単純な微細化だけでは性能を向上させることは困難となる。
【０００４】
この問題の解決のため、ＬＳＩのＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタのゲート酸化膜の部分にシリコン以外の新規誘電体材料を導入することや、新規配線材料の導入などの単純な微細化以外の部分の改良による性能向上の研究が急ピッチで行なわれている。
【０００５】
このアプローチとは別に、従来のＭＯＳトランジスタの動作原理とは異なる、新しい動作原理に基づいた新素子により上記の問題の解決を図ろうと近年活発な研究が行なわれている。その代表的なものに量子サイズ効果を用いた半導体素子が挙げられる。
【０００６】
これは、素子のサイズを微細化して電子の波長（ド・ブロイ波長）と同程度の幅を有する半導体層に電子を閉じ込めることで半導体中の電子の自由度を制限し、その結果半導体中の電子の状態密度が変化するという効果である。
【０００７】
また、微細化した半導体の形状により状態密度は変化し、形状を２次元（量子井戸）、１次元（量子細線）、０次元（量子ドット）のような低次元の形状にすることにより状態密度は離散化し、その結果キャリアの移動度が向上するなどの効果が理論計算により導き出されている。
【０００８】
この中で１次元の構造体である量子細線では、半導体細線の直径をド・ブロイ波長の１０ｎｍ程度にすることで量子効果が出現し、伝導キャリアが細線中をほとんど散乱されることなく移動することができる。このため、量子細線を平面状に多数配列した伝導層を作ることで高速応答性のトランジスタや、量子細線を発光層に利用することで高効率な発光素子を作製することが可能となる。
【０００９】
この量子細線を用いた高効率発光素子においては、発光層の密度を高めることが課題となる。特許文献１に開示されるような従来の量子細線の作製方法では、量子細線は基板表面に水平に配置した構造となる。このため、量子細線の密度は量子細線作製の際のリソグラフィーの精度によって決まり、高密度化は難しい。
【００１０】
これは、量子細線を基板垂直方向に作製することで解決可能であると考えられるが、従来のフォトリソグラフィーやエッチングを用いた量子細線の作製方法ではこの構造を形成することは困難である。
【００１１】
基板垂直方向に量子細線構造を有する構造を実現する方法として、特許文献２に開示されるように、ポーラスシリコンを利用する例がある。ポーラスシリコンは空孔率を陽極酸化に用いる弗酸の濃度や溶液温度、Ｓｉウェハ中の正孔濃度等で制御することが可能で、空孔率の増大により細孔を取り囲む結晶Ｓｉ領域が細線状となる。
【００１２】
細孔は基板に対してほぼ垂直に形成されるので、細線も垂直に形成されることになる。ポーラスシリコンを用いた場合、細孔径が６ｎｍ以下の場合において量子効果が出現してバルクでは発光しないＳｉが光励起発光・電流注入発光することが確認されており、発光デバイスへの応用可能性が検討されている。
【特許文献１】特開平５−２９６３２号公報
【特許文献２】特開平６−１３６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記のＳｉを量子細線化した発光素子においては、本来発光しづらいＳｉを量子細線構造にすることにより発光させているため、発光効率が高くなく、さらなる発光効率の改善が望まれていた。
【００１４】
また、量子細線のサイズによって発光波長が変化するため、上記のプロセスで作製した量子細線では発光波長の制御が困難であり、かつ材料がＳｉに限定されてしまうため発光波長が限定されてしまい、広範な発光波長が実現可能である発光素子が望まれていた。
【００１５】
そこで、本発明は、発光効率が高く、使用する材料により発光波長を選択でき、発光スペクトルの半値幅が小さい光を放出する発光素子を提供することを目的とする。
【００１６】
特に、新規な多孔質膜を用いることにより、基板に対して垂直に配列した多数の半導体量子細線を有する発光素子を提供することも目的とする。
【００１７】
また、本発明は、発光効率が高く、使用する材料により発光波長を広範に変化させることができる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
特に、新規な多孔質膜を用いることにより、基板に垂直に配列した多数の半導体量子細線を有する発光素子の製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、基板上に、電極と、第一の半導体層と、当該第一の半導体層上に形成される機能層と、当該機能層上に形成される第二の半導体層と、を備える発光素子において、前記機能層は、前記第一の半導体層に対して垂直又は略垂直に形成された柱状の半導体材料からなる第一の部材と、当該第一の部材を取り囲んで形成される第二の部材を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記第二の部材は、酸素を除く主成分がアルミニウム及びシリコンであるか、アルミニウム及びゲルマニウムであるか、又はアルミニウム，シリコン及びゲルマニウムであるかのいずれかであることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、前記第二の部材が絶縁体であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記第一の部材は、平均直径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、平均間隔が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、前記第一の半導体層と前記第二の半導体層との極性が異なることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、上記の発光素子を含むことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、基板上に電極を用意する工程と、当該電極上に第一の半導体層を用意する工程と、第一の成分を含み構成される柱状物質が、当該第一の成分と共晶を形成し得る半導体材料である第二の成分を含み構成される部材中に分散している構造体を、前記第一の半導体層上に用意する工程と、前記柱状物質を除去し、多孔質体層を形成する除去工程と、当該除去工程により得られる柱状の空孔を有する多孔質体を絶縁体化する工程と、前記多孔質体の柱状の空孔中に半導体材料を充填することで形成される機能層を用意する工程と、当該機能層上に第二の半導体層を用意する工程と、当該第二の半導体層上に電極を用意する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、前記第一の成分がアルミニウムであり、前記第二の成分がシリコン、ゲルマニウム及びシリコンとゲルマニウムとの混合物のいずれかであることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、前記第一の半導体層と前記第二の半導体層との極性が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、半導体を量子細線構造にすることにより、キャリア移動度が向上し、量子細線半導体中で電子−正孔が再結合する確率が向上する。
【００３０】
また、本発明によれば、基板に対して垂直な貫通孔を有する多孔質膜を利用することで半導体量子細線を高密度に作製することが可能であり、発光部の密度が高くなるために発光効率が向上するとともに、発光波長スペクトルの半値幅を小さくすることが可能となる。
【００３１】
また、本発明によれば、ポーラスシリコンを用いた量子細線発光素子では発光材料がシリコンに限定されるが、本発明では多孔質膜に充填する半導体は、基本的にどのようなものでもよいため、広範な波長領域の発光素子が作製できる。
【００３２】
また、本発明に係る発光素子の製造方法によれば、上記したような発光素子を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。
【００３４】
まず、本発明に係る発光素子の主たる特徴は、膜面に対して垂直である、直径数ｎｍの細孔を高密度に有する多孔質膜中に半導体材料を導入することにより、量子細線構造を有する半導体発光層が高密度にかつ垂直に配列している構造を有することにある。
【００３５】
［構成の説明］
図１は、本発明の一実施の形態としての発光素子の構成を示す断面図である。
【００３６】
図１において、１１は基板、１２は下部電極、１３は第一の半導体層、１４は機能層、１５は機能層１４を構成する柱状の半導体からなる第一の部材、１６は機能層１４を構成する第一の部材を取り囲んで形成された第二の部材、１７は第二の半導体層、１８は上部電極である。
【００３７】
本明細書では、「略垂直」とは、柱状の第１の部材が第１の半導体層と第２の半導体層と接している状態を指す。
【００３８】
はじめに機能層１４を構成する第二の部材１６について説明する。
【００３９】
図２は、本実施の形態の発光素子の機能層の構成を説明するための斜視図である。
【００４０】
図２（ａ）は、柱状物質が形成されている段階を示す図であり、図２（ｂ）は、柱状物質が除去された段階を示す図である。
【００４１】
機能層１４を構成する第二の部材１６は、図２（ａ）に示す第一の成分を含み構成される柱状物質２１が、第一の成分と共晶を形成し得る第二の成分を含み構成される母材物質２４中に分散している構造体薄膜２３から、柱状物質２１を除去して形成されている。図２（ｂ）はこの状態を示す図である。
【００４２】
ここで、第一の成分を含む構成される柱状物質２１は、例えば、アルミニウムを主成分とする材料から構成されている。また、第一の成分と共晶を形成し得る第二の成分を含み構成される母材物質２４は、例えば、ゲルマニウム、シリコン、ゲルマニウムとシリコンの混合物のいずれかからなる。特に、この母材物質２４は、シリコン又はゲルマニウムを主成分とすることが好ましい。また、シリコンとゲルマニウムの混合物を主成分とすることも可能である。
【００４３】
また、母材物質２４は、シリコン又はゲルマニウムを主成分とすることが望ましいが、数から数十ａｔｏｍｉｃ％程度のアルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）、水素（Ｈ）などの元素を含有していてもよい。
【００４４】
図３は、本実施の形態の機能層を構成する第一の部材１５を説明するために用いられる図である。
【００４５】
図３（ａ）は、図２（ｂ）を上から見たときの平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した際の断面図である。
【００４６】
また、母材物質２４を構成している細孔部分の基板上面から見た形状は、図３（ａ）のように、ほぼ円形のものでもよいし、また楕円形など任意の形状のものでもよい。
【００４７】
また、母材物質２４を構成している細孔部分の基板断面からみた形状は、図３（ｂ）のように長方形形状のものでもよいし、正方形や台形など任意の形状のものでもよい。
【００４８】
また、図３（ｂ）に示す細孔の平均直径２ｒが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、平均間隔２Ｒが３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４９】
また、多孔質薄膜の膜厚Ｌに制限はなく、基本的にはどのような膜厚でもよい。しかし、柱状の半導体からなる第一の部材１５の材質により最適な膜圧は変化し、第一の部材１５、すなわち発光部である柱状の半導体材料に注入された電子とホールとが結合する確率が高くなるような膜厚に設定することが望ましい。
【００５０】
次に、機能層１４を構成する柱状の半導体からなる第一の部材１５について説明する。
【００５１】
柱状の半導体部材１５は構成する材料としては、基本的にはどのような半導体でもよく、例としてシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、などのＩＶ族半導体、ガリウム−砒素（ＧａＡｓ）、ガリウム−燐（ＧａＰ）、ガリウム−砒素−燐（ＧａＡｓＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、インジウム−燐（ＩｎＰ）、インジウム−ガリウム−燐（ＩｎＧａＰ）等のＩＩＩ−Ｖ族半導体、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、カドミウム−亜鉛−硫黄（ＣｄＺｎＳ）、亜鉛−セレン（ＺｎＳｅ）、カドミウム−セレン（ＣｄＳｅ）、カドミウム−テルル（ＣｄＴｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等のＩＩ−ＶＩ族半導体等があげられるが、その他の半導体を用いても構わない。
【００５２】
上記した半導体材料のうち、発光効率の高い半導体材料が好ましく、具体的にはＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＮ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ等が特に好ましい。
【００５３】
さらに好ましくは、電着法又はＶＬＳ（Ｖａｐｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ−Ｓｏｌｉｄ）法により多孔質薄膜の細孔に充填できる半導体材料が好ましい。
【００５４】
また、柱状の半導体部材１５中で電子とホールとを再結合させることで発光させるため、柱状の半導体部材１５は、半導体中に存在するホールと電子との濃度がほぼ等しい、つまり真性半導体であることが望ましい。しかし、半導体部材１５からのキャリア再結合発光に支障がなければ、導電型及びキャリア濃度は特に制限されるものではない。
【００５５】
次に、第一の半導体層１３及び第二の半導体層１７について説明する。
【００５６】
この二つの半導体層より柱状の半導体部材１５中に電子とホールとを注入する。つまり、第一の半導体層１３と第二の半導体層１７の導電型が異なる必要がある。また、半導体部材１５から発光した光を透過する必要があるため、第一の半導体層１３と第二の半導体層１７の材料はどのようなものを用いてもよく、それぞれの膜厚はどのように設定してもよい。
【００５７】
［製造方法の説明］
次に、本発明の一実施の形態としての発光素子の製造方法について説明する。
【００５８】
図４及び図５は、本発明の一実施の形態としての発光素子の製造方法を示す断面図である。
【００５９】
以下に、発光素子の製造方法の一実施の形態の各工程を示す。発光素子の製造方法は下記の（ａ）−（ｈ）工程を有する。
【００６０】
（ａ）工程：基板上に電極を用意する工程
（ｂ）工程：電極上に第一の半導体層を用意する工程
（ｃ）工程：第一の成分を含み構成される柱状物質が、第一の成分と共晶を形成し得る半導体材料である第二の成分を含み構成される部材中に分散している構造体を、第一の半導体層上に用意する工程
（ｄ）工程：柱状物質を除去し、多孔質体を形成する除去工程
（ｅ）工程：除去工程により得られる柱状の空孔を有する多孔質体の絶縁体化する工程
（ｆ）工程：多孔質体の柱状の空孔中に半導体材料を充填することで形成される機能層を用意する工程
（ｇ）工程：機能層上に第二の半導体層を用意する工程
（ｈ）工程：第二の半導体層上に電極を用意する工程
以下、図４及び図５に基づいて、上記の各工程について説明する。
【００６１】
（ａ）工程：基板４１１上に電極４１２を用意する。電極材料には電極としての機能を果たすものであれば、どのようなものを用いてもかまわない。具体的には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属電極、スズをドープした酸化インジウム（ＳｎドープＩｎ２Ｏ３：ＩＴＯ）などの酸化物透明電極など、基本的にはどのようなものを用いてもかまわないが、（ｂ）工程で用意する半導体とオーミック接触を形成する材料が好ましい。また、電極の作製方法は、スパッタリング法、蒸着など、どのような方法を用いてもかまわない。
【００６２】
（ｂ）工程：前記（ａ）工程で用意した電極４１２上に第一の半導体層４２１を用意する。半導体材料として製膜可能なものであれば、基本的にどのようなものでもよい。
【００６３】
基板としてガラス基板、下部電極としてＩＴＯなどの酸化物透明電極を選択して基板側から光を取り出すような構造を作製する場合、本工程で用意する半導体層はあとの（ｆ）工程で作製する半導体材料４６２から発した光を透過する必要があるが、この条件を満たすのであれば、どのような材料を用いてもかまわない。
【００６４】
製膜方法は、作製した半導体膜の導電型の制御が容易で、膜の表面が平滑となるような製膜方法、例えば、プラズマＣＶＤ法などを用いるが好ましい。
【００６５】
（ｃ）工程：前記（ｂ）工程で用意した第一の半導体層４２１上に、第一の成分を含み構成される柱状物質４３２が、前記第一の成分と共晶を形成し得る半導体材料である第二の成分を含み構成される母材物質４３３中に分散している構造体層４３１を用意する。例えば、母材物質（第二の成分）内に柱状物質（第一の成分）を形成するアルミニウムとシリコン（ゲルマニウム、シリコン又はシリコンとゲルマニウムの混合物）を用意し、スパッタリング法などの非平衡状態で物質を形成可能な方法により、第一の半導体層上に構造体層である混合膜（アルミニウムシリコン混合膜、アルミニウムゲルマニウム混合膜又はアルミニウムシリコンゲルマニウム混合膜）を形成する。
【００６６】
このような方法でアルミニウムシリコン混合膜（アルミニウムゲルマニウム混合膜又はアルミニウムシリコンゲルマニウム混合膜）を形成すると、アルミニウムとシリコン（ゲルマニウム又はシリコンとゲルマニウムの混合膜）が準安定状態の共晶型組織となり、アルミニウムからなる柱状物質がアモルファスシリコン（アモルファスゲルマニウム又はアモルファス状態のシリコンとゲルマニウムとの混合物）からなる母材物質内に数ｎｍレベルのナノ構造体（柱状構造体）を形成し、自己組織的に分離する。そのときのアルミニウム柱状物質はほぼ円柱状形状であり、その平均直径２ｒが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、平均間隔２Ｒが３ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。
【００６７】
なお、アルミニウムとアモルファスシリコン（アモルファスゲルマニウム又はアモルファス状態のシリコンとゲルマニウムの混合物）の混合膜において、形成される膜中のシリコン（ゲルマニウム又はシリコンとゲルマニウムとの混合物）の量は、アルミニウムとシリコン（ゲルマニウム又はシリコンとゲルマニウムとの混合物）の全量に対して２０−７０ａｔｏｍｉｃ％であり、好ましくは２５−６５ａｔｏｍｉｃ％、さらに好ましくは２５−６５ａｔｏｍｉｃ％である。
【００６８】
シリコン量が上記の範囲内であれば、アモルファスシリコン（アモルファスゲルマニウム又はアモルファス状態のシリコンとゲルマニウムの混合物）母材物質内にアルミニウムの柱状物質が分散したアルミニウムシリコン混合膜（アルミニウム混合膜又はアルミニウムシリコンゲルマニウム混合膜）が得られる。
【００６９】
上記のアルミニウムとシリコン（ゲルマニウム又はシリコンとゲルマニウムの混合物）の割合を示すａｔｏｍｉｃ％とは、シリコン（ゲルマニウム又はシリコンとゲルマニウムとの混合物）とアルミニウムそれぞれの原子数の割合を示し、ａｔｏｍ％又はａｔ％とも記載され、例えば、誘導型結合型プラズマ発光分析法（ＩＣＰ法）でアルミニウムシリコン混合膜（アルミニウムゲルマニウム混合膜又はアルミニウムシリコンゲルマニウム混合膜）中のシリコン（ゲルマニウム又はシリコンとゲルマニウム）とアルミニウムの量を定量分析したときの値である。
【００７０】
（ｄ）工程：前記第一の成分を含み構成される柱状物質４３２を除去し、細孔４４２を有した多孔質体層４４１を形成する。例えば、上記のアルミニウムシリコン混合膜（アルミニウムゲルマニウム混合膜又はアルミニウムシリコンゲルマニウム混合膜）中の柱状物質であるアルミニウムをリン酸を用いたエッチングにより除去し、母材物質内（ここではアモルファスシリコン、アモルファスゲルマニウム又はアモルファス状態のシリコンとゲルマニウムの混合物）内に細孔を形成する。これにより、第一の半導体層上に多孔質体層が形成される。
【００７１】
なお、上記の多孔質体層中の細孔４４２は、平均直径２ｒが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、平均間隔２Ｒが３ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。
【００７２】
エッチングに用いる溶液は、例えば、アルミニウムを溶かしアモルファスシリコン（アモルファスゲルマニウム又はアモルファス状態のシリコンとゲルマニウムの混合物）をほとんど溶解しない酸が好ましく、例えば、りん酸、硫酸、塩酸、硫酸、濃硫酸、クロム酸溶液などである。
【００７３】
しかし、エッチングによる細孔形成に不都合がないものであれば、水酸化ナトリウムなどのアルカリを用いることができ、特に酸の種類やアルカリの種類に限定されるものではない。
【００７４】
また、数種類の酸溶液又は数種類のアルカリ溶液を混合したものを用いてもかまわない。また、エッチング条件は、例えば、溶液温度、濃度、時間などは、作製する多孔質体層に応じて、適宜設定することができる。
【００７５】
（ｅ）工程：前記除去工程により得られる細孔４４２を有する多孔質構造体４４３を絶縁体化し、細孔４４２及び絶縁体多孔質体層４５１を有する多孔質構造体４５３を用意する。
【００７６】
多孔質構造体４４３を絶縁体化する例としては、酸化処理が上げられる。前記多孔質構造体に対して、多孔質体層を構成するアモルファスシリコン（アモルファスゲルマニウム又はアモルファス状態のシリコンとゲルマニウムとの混合物）が酸化する条件、例えば、酸素雰囲気中でのアニールを行なうことによりアモルファスシリコン（アモルファスゲルマニウム又はアモルファス状態のシリコンとゲルマニウムとの混合物）が酸化する。
【００７７】
その結果、第一の半導体層上に酸化シリコン多孔質体層（酸化ゲルマニウム多孔質体層又は酸化シリコンゲルマニウム多孔質体層）が形成される。この際、酸化雰囲気中での加熱処理が好ましく、例えば、酸素雰囲気中での加熱処理が好ましい。
【００７８】
また、加熱処理は、多孔質構造体のみが酸化するような条件で行なうことが望ましく、大気中又は酸素雰囲気中で１００℃以上８００℃以下の温度で行なうことが望ましく、さらには２００℃以上５００℃以下の温度で行なうことがより望ましい。
【００７９】
しかし、アモルファスシリコン（アモルファスゲルマニウム又はアモルファス状態のシリコンとゲルマニウムの混合物）の絶縁体化及び絶縁体シリコン多孔質体層（絶縁体ゲルマニウム多孔質体層又は絶縁体シリコンゲルマニウム多孔質体層）の構造に問題がなければ、多孔質構造体の絶縁体化にはどのような方法及び条件を用いてもよく、数種類の方法を複合して用いてもよい。
【００８０】
（ｆ）工程：絶縁体多孔質体層４５１の柱状の細孔４５２中に半導体材料を充填し、半導体材料４６２及び絶縁体多孔質体層４５１から構成される機能層４６１を用意する。半導体材料を絶縁体多孔質体層中に充填する方法は基本的にはどのような方法でもよい。細孔に半導体材料を充填する方法としては電着法やＶＬＳ（Ｖａｐｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ−Ｓｏｌｉｄ）法が挙げられる。
【００８１】
（ｇ）工程：機能層４６１上に第二の半導体層４７１を用意する。本工程で用意する第二の半導体層は、第一の半導体層４２１の導電型と異なる導電型を有する半導体材料から構成される必要がある。また、（ｈ）工程で用意する電極に透明電極を選択して素子表面から光を取り出す構造にした場合、本工程で作製する第二の半導体層４７１は（ｆ）工程で用意した半導体材料４６２から発した光を透過する必要がある。以上の条件を満たすのであれば、基本的にはどのような物質を用いてもよい。
【００８２】
製膜方法は、作製した半導体膜の導電型の制御が容易で、かつ膜表面が平滑となるような製膜方法、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いることが好ましい。
【００８３】
また、本工程における製膜の前に、ＣＭＰ研磨などにより機能層表面を平滑化する処理を行なってよい。
【００８４】
（ｈ）工程：ｎ型半導体層上４７１に電極４８１を用意する、電極材料は基本的にどのようなものを用いてもよいが、下部にある第二の半導体層４７１とオーミック接触を形成する材料を用いることが望ましい。電極の形成方法はスパッタリング法、蒸着法等どのような方法を用いて形成してもよい。
【００８５】
以上が発光変換素子の構成及びその作製方法であるが、光電変換素子の構成及び作製方法を大幅に変更するものでなければ、素子構成に加えて発光ダイオード、半導体レーザなどに用いられている発光効率向上、発光波長の単色化のための工夫を発光素子の構成に追加してもかまわない。また、作製方法に工夫を導入する工程を追加してもかまわない。
【００８６】
［実施例］
以下、実施例によって、上記の実施の形態を説明する。
【００８７】
（第一の実施例）
本実施例は基板としては、石英基板を用いた。
【００８８】
次に、基板上にスパッタリング法を用いてチタン−銀（Ｔｉ−Ａｇ）電極を１００ｎｍ製膜し、その上部に、プラズマＣＶＤ法を用いて製膜温度５５０℃の条件で、リン（Ｐ）をドープしたｎ型多結晶Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）薄膜を１００ｎｍ作製した。このときリンのドープ量は原料ガスＳｉＨ４とドーピングガスＰＨ3の比を変化させることで制御可能である。
【００８９】
次に、このｎ型多結晶シリコン薄膜上に、マグネトロンスパッタ法を用いて、アルミニウムをアルミニウムとシリコンの全量に対して５６ａｔｏｍｉｃ％含んだアルミニウムシリコン混合膜を、約３０ｎｍの厚さに形成した。ターゲットには、直径が４インチ（１０１．６ｍｍ）の円形のアルミニウムシリコン混合ターゲットを用いた。
【００９０】
アルミニウムシリコン混合ターゲットは、アルミニウムの粉末とシリコンの粉末を５６ａｔｏｍｉｃ％：４４ａｔｏｍｉｃ％の割合で焼結したものを用いた。スパッタ条件は、ＲＦ電源を用いて、Ａｒ流量：３０ｓｃｃｍ、放電圧力：０．１５Ｐａ、投入電力：１００Ｗとした。また、基板温度は１００℃とした。
【００９１】
ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出走査型電子顕微鏡）にて、アルミニウムシリコン混合膜を観察した。その結果、基板斜め上方向から見た表面の形状は、図２（ａ）に示すようにシリコン領域に囲まれた円形のアルミニウム柱状構造体が二次元的に配列していた。
【００９２】
アルミニウム柱状構造体部分の平均径は４ｎｍであり、平均密度は１.５×１０１１ｃｍ−２以上であった。また、断面をＦＥ−ＳＥＭにて観察した所、それぞれのアルミニウム柱状構造体はお互いに独立していた。
【００９３】
このように作製したアルミニウムシリコン混合膜を５重量パーセント濃度のリン酸酸溶液中にて２４時間浸し、アルミニウム柱状構造部分のみを選択的にエッチングして細孔を形成し、その後、酸素雰囲気中において５００℃で加熱処理した。
【００９４】
その形状をＦＥ−ＳＥＭで観察したところ、図２（ｂ）に示すような膜面に対して垂直な細孔が多数存在する膜であった。この結果、酸素を除いた主成分をシリコンとした部材で構成された多孔質膜が作製された。上記の条件で、石英基板上に多孔質膜のみを作製した試料を顕微ラマン分光装置により測定したところ、酸化シリコンであることが分かった。
【００９５】
また、この多孔質膜上にＡｌ電極を蒸着し、多孔質試料表面の電気伝導度を測定したところ５×１０−９Ｓ・ｃｍ−１であり、上記の処理により多孔質体が絶縁体化していることが確認された。
【００９６】
次に、電着法によりセレン化カドミウム(ＣｄＳｅ)を多孔質体の孔の中に導入した。電解液は濃度０.０５ｍｏｌ・Ｌ−１の二塩化カドミウム（ＣｄＣｌ２）とジメチルスルホキシド(ｄｉ−ｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ：ＤＭＳＯ)溶媒中に二塩化カドミウム（ＣｄＣｌ２）とセレン（Ｓｅ）を溶解したものを用い、電流密度０.８５ｍＡ・ｃｍ−２で３０分、溶液温度１８５℃で電着を行った。
【００９７】
この電着後の膜を表面研磨して表面を平滑にした。断面構造をＦＥ−ＳＥＭにより観察したところ、多孔質体の細孔中にＣｄＳｅが充填しており、さらに多孔質膜の上部にＣｄＳｅ膜が形成されていることが確認できた。また、エックス線回折測定によりＣｄＳｅが結晶として存在していることを確認した。
【００９８】
この多孔質膜中の細孔にＣｄＳｅを充填した機能層上に、プラズマＣＶＤ法によりｎ型ｐｏｌｙ−Ｓｉ薄膜を１００ｎｍ作製した。製膜温度は５５０℃で作製し、ｐ型の導電性を付与するためにボロン（Ｂ）をドーピングした。
【００９９】
最後に、上部電極としてＩＴＯ透明電極をスパッタリング法により１００ｎｍ製膜した。
【０１００】
上記の方法で作製した素子に、順方向に５Ｖの電界を印加し、スペクトルアナライザーで測定したところ、約６８０ｎｍ付近の発光が確認された。また、図６に示すように、本構造における機能層の部分をＣｄＳｅ膜に置き換えた構造を有する発光素子と比較して、機能層を用いた発光素子では発光波長スペクトルの半値幅が小さくなっているのが確認された。
【０１０１】
（第二の実施例）
本実施例は基板としては、石英基板を用いた。
【０１０２】
次に、基板上にスパッタリング法を用いてチタン−銀（Ｔｉ−Ａｇ）電極を１００ｎｍ製膜し、その上部に、プラズマＣＶＤ法を用いて製膜温度５５０℃の条件で、リン（Ｐ）をドープしたｎ型多結晶Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）薄膜を１００ｎｍ作製した。このときリンのドープ量は原料ガスＳｉＨ４とドーピングガスＰＨ3の比を変化させることで制御可能である。
【０１０３】
次に、このｎ型多結晶シリコン薄膜上に、マグネトロンスパッタ法を用いてアルミニウムをアルミニウムとシリコンの全量に対して５６ａｔｏｍｉｃ％含んだアルミニウムシリコン混合膜を約３０ｎｍの厚さに形成した。
【０１０４】
ターゲットには、直径が４インチ（１０１．６ｍｍ）の円形のアルミニウムシリコン混合ターゲットを用いた。アルミニウムシリコン混合ターゲットはアルミニウムの粉末とシリコンの粉末を５６ａｔｏｍｉｃ％：４４ａｔｏｍｉｃ％の割合で焼結したものを用いた。スパッタ条件は、ＲＦ電源を用いて、Ａｒ流量：３０ｓｃｃｍ、放電圧力：０．１５Ｐａ、投入電力：１００Ｗとした。また、基板温度は１００℃とした。
【０１０５】
なお、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出走査型電子顕微鏡）にて、アルミニウムシリコン混合膜を観察した。その結果、基板斜め上方向から見た表面の形状は、図２（ａ）に示す様にシリコン領域に囲まれた円形のアルミニウム柱状構造体が二次元的に配列していた。
【０１０６】
アルミニウム柱状構造体部分の平均径は４ｎｍであり、平均密度は１.５×１０１１ｃｍ−２以上であった。また、断面をＦＥ−ＳＥＭにて観察したところ、それぞれのアルミニウム柱状構造体はお互いに独立していた。
【０１０７】
このように作製したアルミニウムシリコン混合膜を５重量パーセント濃度のリン酸酸溶液中にて２４時間浸し、アルミニウム柱状構造部分のみを選択的にエッチングして細孔を形成し、その後、酸素雰囲気中において５００℃で加熱処理した。
【０１０８】
その形状をＦＥ−ＳＥＭで観察したところ、図２（ｂ）に示すような膜面に対して垂直な細孔が多数存在する膜であった。この結果、酸素を除いた主成分をシリコンとした部材で構成された多孔質膜が作製された。
【０１０９】
上記の条件で、石英基板上に多孔質膜のみを作製した試料を顕微ラマン分光装置により測定したところ、酸化シリコンであることが分かった。またこの多孔質膜上にＡｌ電極を蒸着し、多孔質試料表面の電気伝導度を測定したところ５×１０−９Ｓ・ｃｍ−１以下であり、上記の処理により多孔質体が絶縁体化していることを確認した。
【０１１０】
次に電着法により多孔質膜の細孔中に厚さ数ｎｍの金（Ａｕ）を導入した。その際、金を電着で細孔に充填するときの電極としてタングステンを用いる。上記の工程で作製した多孔質薄膜を市販の電気メッキ液（高純度化学研究所製金用電気メッキ液、商品コードＫ−２４Ｅ）中に入れ、４０℃に保持した酸性浴（ｐＨ＝４．５）中において、０．５Ａ／ｄｍ２の電流密度で電着を行った。
【０１１１】
電着した金を開始点として、ＬＣＧ（Ｌａｓｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄ−ｃａｔａｌｙｔｉｃ−ｇｒｏｗｔｈ）法と呼ばれる方法を用いてＣｄＳｅナノワイヤを多孔質膜の細孔中で成長させた。
【０１１２】
この方法はナノワイヤを形成したい材料をレーザーアブレーションにより蒸発させ、ＶＬＳ（Ｖａｐｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ−Ｓｏｌｉｄ）成長によりナノワイヤを形成する方法であり、ナノワイヤの直径は触媒微粒子（今回の場合は金微粒子）の大きさで決定される。
【０１１３】
今回の場合は多孔質膜の細孔中に導入した金の大きさ、つまり細孔径でナノワイヤ径が決定される。蒸着した触媒微粒子はナノワイヤの成長に伴い細孔の底面から上部へと上昇し、多孔質膜上部へと移動する。
【０１１４】
上記の方法でＣｄＳｅナノワイヤを作製した。ＣｄＳｅナノワイヤの成長は７００℃で１０分間行った。その後表面研磨により、細孔外に存在する余分に成長したＣｄＳｅナノワイヤおよび金触媒を除去した。この形状をＦＥ−ＳＥＭで観察したところ、ほぼ全ての細孔中にＣｄＳｅナノワイヤが充填されていることが確認された。また、Ｘ線回折によりＣｄＳｅに起因するピークが出現し、ＣｄＳｅナノワイヤは結晶質であることが分かった。
【０１１５】
また、細孔中に金を電着した試料と、ナノワイヤ成長後に表面研磨した試料の金の含有量変化をＥＤＸにより測定したところ、表面研磨後では金のピーク強度が減少しており、表面研磨により金が除去されていることを確認した。
【０１１６】
この多孔質膜中の細孔にＣｄＳｅナノワイヤを成長させた機能層上に、プラズマＣＶＤ法によりｎ型ｐｏｌｙ−Ｓｉ薄膜を1００ｎｍ作製した。製膜温度は５５０℃で作製し、ｐ型の導電性を付与するためにボロン（Ｂ）をドーピングした。
【０１１７】
最後に上部電極としてＩＴＯ透明電極をスパッタリング法により１００ｎｍ製膜した。
【０１１８】
上記の方法で作製した素子に、順方向に５Ｖの電界を印加し、スペクトルアナライザーで測定したところ、約６８０ｎｍ付近の発光が確認された。
【０１１９】
また、図６に示すように、本構造における機能層の部分をＣｄＳｅ膜に置き換えた構造を有する発光素子と比較して、機能層を用いた発光素子では発光波長スペクトルの半値幅が小さくなっているのが確認された。
【０１２０】
（第三の実施例）
本実施例は基板としては、石英基板を用いた。
【０１２１】
次に、基板上にスパッタリング法を用いてチタン-銀（Ｔｉ−Ａｇ）電極を１００ｎｍ製膜し、その上部に、プラズマＣＶＤ法を用いて製膜温度５５０℃の条件で、リン（Ｐ）をドープしたｎ型多結晶Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）薄膜を１００ｎｍ作製した。このとき、リンのドープ量は原料ガスＳｉＨ４とドーピングガスＰＨ3の比を変化させることで制御可能である。
【０１２２】
次に、このｎ型多結晶シリコン薄膜上に、マグネトロンスパッタ法を用いてアルミニウムをアルミニウムとゲルマニウムの全量に対して５６ａｔｏｍｉｃ％含んだアルミニウムゲルマニウム混合膜を約３０ｎｍの厚さに形成した。
【０１２３】
ターゲットには、直径が４インチ（１０１．６ｍｍ）の円形のアルミニウムゲルマニウム混合ターゲットを用いた。アルミニウムゲルマニウム混合ターゲットはアルミニウムの粉末とゲルマニウムの粉末を５６ａｔｏｍｉｃ％：４４ａｔｏｍｉｃ％の割合で焼結したものを用いた。スパッタ条件は、ＲＦ電源を用いて、Ａｒ流量：３０ｓｃｃｍ、放電圧力：０．１５Ｐａ、投入電力：１００Ｗとした。また、基板温度は１００℃とした。
【０１２４】
なお、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出走査型電子顕微鏡）にて、アルミニウムゲルマニウム混合膜を観察した。その結果、基板斜め上方向から見た表面の形状は、図２（ａ）に示すようにゲルマニウム領域に囲まれた円形のアルミニウム柱状構造体が二次元的に配列していた。アルミニウム柱状構造体部分の平均径は１０ｎｍであり、平均密度は１.５×１０１０ｃｍ−２以上であった。また、断面をＦＥ−ＳＥＭにて観察したところ、それぞれのアルミニウム柱状構造体はお互いに独立していた。
【０１２５】
このように作製したアルミニウムゲルマニウム混合膜を９８パーセント濃度の濃硫酸溶液中に２４時間浸し、アルミニウム柱状構造部分のみを選択的にエッチングして細孔を形成し、その後、酸素雰囲気中において４００℃で加熱処理した。その形状をＦＥ−ＳＥＭで観察したところ図２（ｂ）に示すような膜面に対して垂直な細孔が多数存在する膜であった。
【０１２６】
この結果、酸素を除いた主成分をゲルマニウムとした部材で構成された多孔質膜が作製された。上記の条件で、石英基板上に多孔質膜のみを作製した試料を顕微ラマン分光装置により測定したところ、酸化ゲルマニウムであることが分かった。また、この多孔質膜上にＡｌ電極を蒸着し、多孔質試料表面の電気伝導度を測定したところ５×１０−９Ｓ・ｃｍ−１以下であり、上記の処理により多孔質体が絶縁体化していることを確認した。
【０１２７】
次に電着法によりセレン化カドミウム(ＣｄＳｅ)を多孔質体の孔の中に導入した。電解液は濃度０.０５ｍｏｌ・Ｌ−１の二塩化カドミウム（ＣｄＣｌ２）とジメチルスルホキシド(ｄｉ−ｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ：ＤＭＳＯ)溶媒中に二塩化カドミウム（ＣｄＣｌ２）とセレン（Ｓｅ）を溶解したものを用い、電流密度０.８５ｍＡ・ｃｍ−２で３０分、溶液温度１８５℃で電着を行った。
【０１２８】
この電着後の膜を表面研磨して表面を平滑にした。断面構造をＦＥ−ＳＥＭにより観察したところ、多孔質体の細孔中にＣｄＳｅが充填しており、さらに多孔質膜の上部にＣｄＳｅ膜が形成されていることが確認できた。またエックス線回折測定によりＣｄＳｅが結晶として存在していることを確認した。
【０１２９】
この多孔質膜中の細孔にＣｄＳｅを充填した機能層上に、プラズマＣＶＤ法によりｎ型ｐｏｌｙ−Ｓｉ薄膜を1００ｎｍ作製した。製膜温度は５５０℃で作製し、ｐ型の導電性を付与するためにボロン（Ｂ）をドーピングした。
【０１３０】
最後に上部電極としてＩＴＯ透明電極をスパッタリング法により1００ｎｍ製膜した。
【０１３１】
上記の方法で作製した素子に、順方向に５Ｖの電界を印加し、スペクトルアナライザーで測定したところ、約６８０ｎｍ付近の発光が確認された。また、図６に示すように、本構造における機能層の部分をＣｄＳｅ膜に置き換えた構造を有する発光素子と比較して、機能層を用いた発光素子では発光波長スペクトルの半値幅が小さくなっているのが確認された。
【０１３２】
（第四の実施例）
本実施例は基板としては、石英基板を用いた。
【０１３３】
次に、基板上にスパッタリング法を用いてチタン−銀（Ｔｉ−Ａｇ）電極を１００ｎｍ製膜し、その上部に、プラズマＣＶＤ法を用いて製膜温度５５０℃の条件で、リン（Ｐ）をドープしたｎ型多結晶Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）薄膜を１００ｎｍ作製した。このとき、リンのドープ量は原料ガスＳｉＨ４とドーピングガスＰＨ3の比を変化させることで制御可能である。
【０１３４】
次にこのｎ型多結晶シリコン薄膜上に、マグネトロンスパッタ法を用いてアルミニウムをアルミニウムとシリコンとゲルマニウムの全量に対して５６ａｔｏｍｉｃ％含んだアルミニウムシリコンゲルマニウム混合膜を約３０ｎｍの厚さに形成した。ターゲットには、直径が４インチ（１０１．６ｍｍ）の円形のアルミニウムシリコンゲルマニウム混合ターゲットを用いた。
【０１３５】
アルミニウムシリコンゲルマニウム混合ターゲットはアルミニウムの粉末とシリコンの粉末とゲルマニウムの粉末を５６ａｔｏｍｉｃ％：２２ａｔｏｍｉｃ％：２２ａｔｏｍｉｃ％の割合で焼結したものを用いた。スパッタ条件は、ＲＦ電源を用いて、Ａｒ流量：３０ｓｃｃｍ、放電圧力：０．１５Ｐａ、投入電力：１００Ｗとした。また、基板温度は１００℃とした。
【０１３６】
なお、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出走査型電子顕微鏡）にて、アルミニウムシリコンゲルマニウム混合膜を観察した。その結果、基板斜め上方向から見た表面の形状は、図２（ａ）に示す様にシリコンゲルマニウム領域に囲まれた円形のアルミニウム柱状構造体が二次元的に配列していた。アルミニウム柱状構造体部分の平均径は７ｎｍであり、平均密度は５．０×１０１０ｃｍ−２以上であった。また、断面をＦＥ−ＳＥＭにて観察した所、それぞれのアルミニウム柱状構造体はお互いに独立していた。
【０１３７】
このように作製したアルミニウムシリコンゲルマニウム混合膜を９８パーセント濃度の濃硫酸溶液中に２４時間浸し、アルミニウム柱状構造部分のみを選択的にエッチングして細孔を形成し、その後、酸素雰囲気中において４００℃で加熱処理した。
【０１３８】
その形状をＦＥ−ＳＥＭで観察したところ図２（ｂ）に示すような膜面に対して垂直な細孔が多数存在する膜であった。この結果、酸素を除いた主成分をシリコンゲルマニウムとした部材で構成された多孔質膜が作製された。
【０１３９】
上記の条件で、石英基板上に多孔質膜のみを作製した試料を顕微ラマン分光装置により測定したところ、多孔質体はシリコンゲルマニウム化合物の酸化物となっていることが分かった。またこの多孔質膜上にＡｌ電極を蒸着し、多孔質試料表面の電気伝導度を測定したところ５×１０−９Ｓ・ｃｍ−１以下であり、上記の処理により多孔質体が絶縁体化していることを確認した。
【０１４０】
次に電着法によりセレン化カドミウム(ＣｄＳｅ)を多孔質体の孔の中に導入した。電解液は濃度０.０５ｍｏｌ・Ｌ−１の二塩化カドミウム（ＣｄＣｌ２）とジメチルスルホキシド(ｄｉ−ｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ：ＤＭＳＯ)溶媒中に二塩化カドミウム（ＣｄＣｌ２）とセレン（Ｓｅ）を溶解したものを用い、電流密度０.８５ｍＡ・ｃｍ−２で３０分、溶液温度１８５℃で電着を行った。
【０１４１】
この電着後の膜を表面研磨して表面を平滑にした。断面構造をＦＥ−ＳＥＭにより観察したところ、多孔質体の細孔中にＣｄＳｅが充填しており、さらに多孔質膜の上部にＣｄＳｅ膜が形成されていることが確認できた。またエックス線回折測定によりＣｄＳｅが結晶として存在していることを確認した。
【０１４２】
この多孔質膜中の細孔にＣｄＳｅを充填した機能層上に、プラズマＣＶＤ法によりｎ型ｐｏｌｙ−Ｓｉ薄膜を１００ｎｍ作製した。製膜温度は５５０℃で作製し、ｐ型の導電性を付与するためにボロン（Ｂ）をドーピングした。
【０１４３】
最後に上部電極としてＩＴＯ透明電極をスパッタリング法により１００ｎｍ製膜した。
【０１４４】
上記の方法で作製した素子に、順方向に５Ｖの電界を印加し、スペクトルアナライザーで測定したところ、約６８０ｎｍ付近の発光が確認された。また、図６に示すように、本構造における機能層の部分をＣｄＳｅ膜に置き換えた構造を有する発光素子と比較して、機能層を用いた発光素子では発光波長スペクトルの半値幅が小さくなっているのが確認された。
【０１４５】
上記の発光素子を発光源として表示装置を作製することができる。発光素子を発光源とし、発光させるための電圧を印加する手段と、発光素子から発光される光を表示するパネルとを備えれば簡便な表示装置を作製する可能である。
【０１４６】
また、本発明では、発光素子の小型化が可能であり、それにより、より小さな表示装置の作製が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の一実施の形態としての発光素子の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態としての発光素子の機能層の構成を説明するための斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態の機能層を構成する第一の部材１５を説明するために用いられる図である。
【図４】本発明の一実施の形態としての発光素子の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態としての発光素子の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態としての発光素子と性能を比較するために使用される発光素子の一例の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１１、２２、３３、４１１、５１・・・・基板
１２、５２・・・・下部電極
１８、５６・・・・上部電極
４１２、４８１・・・・電極
１３、４２１・・・・第一の半導体層
１７、４７１・・・・第二の半導体層
４６２・・・・半導体材料
１４、４６１・・・・機能層
１５・・・・第一の部材
１６・・・・第二の部材
２１、４３２・・・・柱状物質
２３・・・・構造体薄膜
２４、３２、４３３・・・・母材物質
２５、４４１・・・・多孔質体薄膜
２６、３１、４４２、４５２・・・・細孔
４３１・・・・構造体層
４４３、４５３・・・・多孔質構造体
４５１・・・・絶縁体多孔質構造体
５３・・・・ｐ型多結晶Ｓｉ
５４・・・・機能層を置換したＣｄＳｅ半導体層
５５・・・・ｎ型多結晶Ｓｉ
【図１】
2005353828.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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